高碳钢的热物性与显微组织的关系

采用激光脉冲法和比较法测量了不同组织状态下的高碳钢的导温系数a、比热容Cp和导热系数λ等热物性参数。并对高碳钢的热物性与显微组织、力学性能之间存在的某些对应关系做了初步讨论。结果表明,高碳钢的a和A值按珠光体、回火索氏体、回火马氏体和淬火马氏体的顺序依次减小,且在500℃以后趋于一致,这恰好与硬度、强度值随回火温度变化的规律吻合。通常随着含碳量的增加,高碳钢的a和λ值降低。碳以固溶形式存在于基体时对钢导热能力的损害比以第二相形式存在时大。与强度和塑性等力学性能不同,高碳钢的晶粒越小,其a和λ值越低。淬火后的高碳钢在100℃附近回火,a和λ值出现最小值与硬度出现峰值相对应,在750℃附近存在居里点,比热容出现最大值。     

凝固速度对铸铁石墨形态的影响

本文采用定向凝固技术研究了凝固速度对铸铁石墨形态,奥氏体和石墨结晶动力学的影响,并分析研究了奥氏体,石墨棱面和基面之间的生长速度相对大小与石墨形貌之间的关系。发现奥氏体的生长速度随凝固速度的增加而增大,当奥氏体的生长速度超过石墨棱面的生长速度时,片状石墨突变为蠕虫状石墨,反之,则导致蠕虫状石墨突变为片状石墨。     

填充型导热复合材料中的双逾渗效应

以胶体石墨作为导热填料,以高密度聚乙烯(HDPE)/低密度聚乙烯(LDPE)、HDPE/聚丙烯(PP)、HDPE/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、HDPE/聚苯乙烯(PS)为基体制备了填充型导热复合材料。利用杨氏方程分析了石墨在合金中的分布情况,认为胶体石墨在HDPE/PS、HDPE/PMMA体系中会发生双逾渗现象。测试表明,固定石墨体积分数为23%,HDPE/PS/石墨的导热性能在PS体积分数23.1%时达到1.33W/m.K,相对纯HDPE体系提高了24.2%;以HDPE/PM-MA(体积比50/50)为基体得到的材料导热系数为1.57W/m.K,相对纯HDPE体系提高了46.7%。转矩流变和动态力学表征确认填料形成了空间网络结构。     

多层石墨/硅树脂导热复合材料的制备与性能

以硅树脂为基体材料,多层石墨为导热填料,采用旋转搅拌球磨法制备了多层石墨/硅树脂导热复合材料,研究了填料对多层石墨/硅树脂复合材料热导率、热膨胀系数(CTE)和热稳定性的影响.结果表明,多层石墨在硅树脂中分散性良好.多层石墨/硅树脂复合材料的热导率随多层石墨填充量的增加而增大,填充质量分数为45％时,热导率达到2.26W· (m· K)-1,超过此值之后热导率开始下降.随着填料的增加,多层石墨/硅树脂复合材料热膨胀系数减小.与纯硅树脂相比,多层石墨/硅树脂复合材料热稳定性高.相同填充量下多层石墨/硅树脂比SiC/硅树脂、AlN/硅树脂的热导率高得多,这说明径厚比大的片状填料更易形成有效接触和导热网链.     

HClO4-GIC的制备及其柔性石墨的性能

以天然鳞片石墨、高氯酸、硝酸为原料，采用化学法经插层、水洗、干燥、膨化等工艺过程制备膨胀石墨；以石墨蠕虫的膨胀体积为判据，采用正交实验方法确定工艺参数对石墨蠕虫膨胀体积的影响大小：探讨了反应温度、时间、膨化温度，GIC的挥发分对膨胀体积的影响；利用XRD表征了天然鳞片石墨、酸化石墨、柔性石墨的微观结构；利用EDS确定了插入物为HClO4；并对制备的柔性石墨的力学、电／热性能进行了测试。结果表明：工艺参数影响大小依次为反应温度、高氯酸／硝酸间的配比及反应时间、鳞片石墨／高氯酸间的配比。在较宽的温度范围内（室温～100℃），可容易地制备出GIC，且能在低温200℃下膨化。以最佳工艺条件：鳞片石墨：高氯酸：硝酸=1：4：0．15（质量比）制备的GIC，在200℃下膨化，可以制备出膨胀体积达360mL/g的膨胀石墨；在高温900℃下膨化，可以制备出膨胀体积达540mL/g的高倍膨胀石墨。石墨蠕虫经压制成型制备的柔性石墨的抗拉强度、电阻率同其表观体积密度存在密切的相关性，密度增加，抗拉强度增加，电阻率下降；其电阻率与导热率间也存在密切的相关性，电阻率下降，导热率提高，且其导热率高于同电阻率的人造炭／石墨材料的导热率。     

多层石墨/硅树脂导热复合材料的制备与性能

以硅树脂为基体材料, 多层石墨为导热填料, 采用旋转搅拌球磨法制备了多层石墨/硅树脂导热复合材料, 研究了填料对多层石墨/硅树脂复合材料热导率、 热膨胀系数(CTE)和热稳定性的影响。结果表明, 多层石墨在硅树脂中分散性良好。多层石墨/硅树脂复合材料的热导率随多层石墨填充量的增加而增大, 填充质量分数为45%时, 热导率达到2.26 W·(m·K)^-1, 超过此值之后热导率开始下降。随着填料的增加, 多层石墨/硅树脂复合材料热膨胀系数减小。与纯硅树脂相比, 多层石墨/硅树脂复合材料热稳定性高。相同填充量下多层石墨/硅树脂比SiC/硅树脂、 AlN/硅树脂的热导率高得多, 这说明径厚比大的片状填料更易形成有效接触和导热网链。     

离子液体改性聚酰亚胺石墨膜的制备与性能研究

为确保电子设备的正常运行和安全工作，围绕电子元器件热管理的研究近年来热度持续升高，聚酰亚胺(PI)作为基材生产的石墨膜是一种重要的导热材料，且能通过掺杂改性提高石墨膜的导热性能。而相较于固体导热填料，离子液体与聚酰亚胺基体的相容性更好，已常见于气体分离膜、无色聚酰亚胺(CPI)等应用。以4,4′-二氨基苯酰替苯胺(DABA)与3,3′,4,4′-联苯四甲酸二酐(BPDA)作为单体，利用1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐(IL)这一具有多个氢键位点的IL对PI薄膜进行改性，而后通过石墨化制备得高导热石墨膜。研究结果表明，IL含量为5.0%(质量分数)时，石墨膜晶粒尺寸为78.417 nm,石墨化程度达88%,导热系数达770 W/m·K,为纯PI基石墨膜的1.53倍。     

高铬白口铸铁干滑动摩擦磨损特性的研究

研究了两种碳化物 ((Fe,Cr) 2 3 C6型碳化物和 (Fe,Cr) 7C3 型碳化物 )和 3种基体组织 (共析组织、马氏体组织和奥氏体组织 )的高铬白口铸铁与淬火 4 0Cr钢对磨时的干滑动摩擦磨损特性。试验结果表明 ,与(Fe,Cr) 2 3 C6型碳化物相比 ,(Fe,Cr) 7C3 型碳化物有利于提高高铬白口铸铁的耐磨性 ,降低其摩擦系数 ;在高接触应力情况下 ,与马氏体和奥氏体基体的合金相比 ,共析组织基体的合金具有更大的摩擦系数 ,其耐磨性也更好。     

环氧树脂/改性氧化石墨复合材料的制备及性能研究

采用改进Hummers法制备了氧化石墨,用硅烷偶联剂KH550对其进行改性,并制备了环氧树脂/氧化石墨复合材料。通过导热系数测定、热重分析(TG)、扫描电子显微镜(SEM)对复合材料进行分析和表征。结果表明:加入改性后的氧化石墨可以有效提高复合材料的导热系数,含2.0wt%改性氧化石墨的复合材料导热系数为0.36 W/m·K,比纯树脂材料的导热系数提高16.1%;复合材料热分解温度比纯环氧树脂提高了49℃;改性氧化石墨的加入能够提高复合材料的断裂韧性。     

改性天然石墨/熔盐复合材料的制备及性能分析

熔盐是太阳能热电系统中常用的传热和储热介质,为了提高熔盐的热导率,以改性天然石墨为导热填料,与硝酸熔盐(NaNO_3-7%-NaNO_2-40%-KNO_3-53%)制备了熔盐复合材料,采用扫描电镜、差式扫描量热仪(DSC)、激光导热系数测量仪和红外热像仪等手段对复合材料进行表征。未改性的天然石墨与熔盐界面相容性差,在液态熔盐中易分层。改性处理改善了天然石墨与熔盐的界面相容性,改性石墨在液态熔盐中分散性好,经过多次固-液相变后依然可以稳定分散。DSC循环测试表明改性天然石墨/熔盐复合材料有很好的稳定性,熔化热、熔点和比热容都有所降低。改性天然石墨添加量为25%,可将熔盐导热系数由0.76W/(m·K)提高至11.26W/(m·K)。结果表明改性天然石墨可以有效提高熔盐的热导率,进而提高传热和储热效率。但是添加改性石墨会降低比热容,因此在应用时需要对导热系数和比热容进行合理的优化选择。     

粘结剂含量对石墨材料电、热传导性能的影响

以煅后石油焦和煤沥青为基本原料，采用热压工艺制备了一系列石墨材料。考察了粘结剂含量对石墨材料电、热传导性能的影响。在实验基础上，阐明了粘结剂与骨料颗粒在热混捏与热压过程中相互作用原理。结果表明，石墨材料的传导性能不仅依赖于原料种类、粒度，而且与其质量百分配比也有关系。经过分析认为，粘结剂含量小于25W／％时，随着粘结剂含量的增加，石墨材料传导性能增强的原因可归结为石墨材料的骨料颗粒气孔率得到降低和颗粒间微裂纹减少所致；而粘结剂含量超过25W／％时，材料的传导性能随着粘结剂含量的增加而降低的原因可归结为骨料颗粒间粘结剂的γ组分以气态形式挥发使得材料气孔率增加所致。     

掺杂石墨导热性能的研究

制备了一系列掺杂石墨并研究了其导热性能,实验结果表明,与相同条件下制得的纯石墨相比,掺杂石墨的导热系数均有较大的提高,掺杂钛组元可使石墨材料的导热性能有所提高,而硅组元的加入可大大提高石墨材料的导热性能,硼组元的加入则使石墨材料的导热性能明显下降,这与硼原子可溶入石墨晶格而造成晶格缺陷有关,XRD分析结果表明掺杂石墨都具有大的晶格尺寸,高的石墨化程度,这与掺杂组元的催化石墨化作用有关。     

含Zr多组元掺杂石墨材料的性能研究

以天然石墨为原料，通过热压工艺，制备了含Zr多组元掺杂石墨材料。研究了掺杂元素对材料性能的影响。实验结果表明：随着Zr含量增加，基体石墨的强度、导电和导热性成线性增加；但是过量的ZrO2会消耗基体炭原子，生成金属Zr蒸汽逸出基体，形成孔隙和缺陷，导致材料的性能下降，因此应控制ZrO2的加入量。另外，采用SEM、XRD等分析手段研究了材料微观结构，探讨了微观结构对其性能的影响。     

利用细鳞片石墨制备膨胀石墨的研究

采用化学方法制备了细鳞片膨胀石墨，并对其最佳工艺条件进行了探讨。结果表明：将100目－160目的细鳞片石墨置于硫酸：硝酸＝5.0-7.5:1.0的主酸化液中酸化，并分步加入6W／％－7W／％的强氧化剂（KMnO4),6W／%的插入剂（FeCl3)继续搅拌2h以上，经水洗至 pH=5-7，烘干后在900℃－1000℃的高温下膨胀，可制得膨胀倍数为180倍－200倍，松装密度在0.0125g/mL，灰分为2.063W/%-2.470W/%,硫分为0.213W/%-0.233W%，挥发分为4.5W/%-8.5W／%的优质膨胀石墨。与已有的方法相比，所使用硝酸的比例降低了30％－60％，且一次性完成酸化处理，工艺方法简单。     

基体合金对石墨/铝复合材料性能的影响

本文研究了不同基体合金(工业纯铝和LY12)对石墨/铝复合材料性能的影响,并初步探讨了其影响机理。结果表明:基体合金严重影响金属基复合材料的界面状态、基体相组织及分布,从而影响到最终复合材料的性能。与纯铝相比,LY12基体使石墨/铝复材料性能大幅度下降。     

Direct measurements of the thermal conductivity of various pyrolytic graphite samples (PG,TPG) used as thermal dissipation agents in detector applications

We performed model measurements on heat conduction in graphite-based structures, using several configurations. We describe our method for the direct measurement of thermal conductivity both in-plane and out-of-plane, for TPG and PG samples. Our results for the in-plane thermal conductivity coefficient, K_ab were obtained with two different sets of boundary conditions; they are in good mutual agreement. Those for the transverse coefficient, K_c, differ by a significant factor from the values published by the producers of the material.     

多孔石墨吸附材料的生物医学应用研究

综述了医用敷料的研究现状，介绍了关于膨胀石墨在生物医学方面的研究结果，着重讨论了膨胀石墨复合材料用于医用敷料时的动物实验和临床验证等应用研究，研究证明膨胀石墨复合材料是一种很好的医用创面敷料。     

中间相沥青基石墨纤维的微观结构

本文用透射电镜、X 射线衍射分析等方法观察和分析了辐射状中间相沥青基石墨纤维的显微结构。结果表明,中间相沥青基石墨纤维中同时存在着有序石墨和乱层石墨两种相。在有序石墨相中,石墨片层堆叠的有序程度较高,且在纵向沿纤维轴高度择优取向,在横向则基本上沿径向排列。有序石墨微晶一般呈略有弯曲的片状,并具有分枝结构,微晶在纵向沿纤维轴交错排列,而在横向则沿径向从芯部向表层不断延伸、分叉和交织。在乱层石墨相中,石墨片层堆叠的有序程度较差,且沿纤维轴的择优取向程度较低。乱层石墨相一般镶嵌在有序石墨微晶之间。此外,在某些地方还存在着严重的晶格畸变。     

石墨渗铜喉衬材料抗热震性能评价

介绍了粗粒级石墨高温加压渗铜工艺研究，对石墨渗铜材料及通用的五种石墨材料进行了抗热震性能评价。结果表明，石墨渗铜材料具有较好的抗热震性能，解决了高性能战术导弹和航天飞行器高压强大流量固体火箭发动机（ＳＲＭ）喉衬材料的关键技术。     

T300/LD2热循环时产生滞后环原因及改善方法探讨

T300/LD2复合材料在热循环时产生滞后环并留下很大的残留应变。本文对T300/LD2试样在热循环时产生滞后环和残留应变的原因进行分析和探讨。实验结果表明,基体在热循环时大量的塑性变形是产生滞后环和残留应变的主要原因,并通过在界面预设不同应力和缩短热循环温度区间来研究界面应力状态和热循环温度区间跟热循环时滞后环和残留应变之间的关系。提出了改善残留应变和滞后的方法(1)尽量减少复合材料的使用环境中的温度变化,(2)根据材料的使用环境,经过各种预处理使复合材料在工作时基体处于弹性变形状态,(3)提高基体的屈服强度。